相干成像理论物理基础 。 简谐波： 波动光学和相干波源 波动现象的描述 (x,t)=Acos(@t-k,x+o) ·波的叠加和干涉 Aexp(iot-ik.r) 。相干叠加：若同频率、 同方向振荡且具有恒定 初始相位的两个简谐波 叠加，其合成波也是简 谐波，其振幅为： B 由于波的相干叠加而在空间 形成的固定强度的周期性 分布一一干涉 e 9.3 Composition of two simple harmonic motions of different frequencies
相干成像理论物理基础 • 波动光学和相干波源 • 波动现象的描述 • 波的叠加和干涉 • 相干叠加 ：若同频率、 同方向振荡且具有恒定 初始相位的两个简谐波 叠加，其合成波也是简 谐波，其振幅为： 由于波的相干叠加而在空间 形成的固定强度的周期性 分布——干涉 x t A t k x x ( , ) cos Aexpit ik r 简谐波：
干涉条件 。同频率，波源单色性 。 振荡方向不垂直 ·固定初始相位差 干涉条件的实现： 任意两独立的波源、包括同一波源 的不同部分发出的断断续续的波 列没有固定的初始相位差，属于 非相干叠加，没有干涉现象。 2nd 如把同一波源中发出的波的波面或 △= sinO 振幅分割，然后再设法让分波重 λ 叠，可实现相干涉。当然他们之 间的空间距离不能超过短续波列 的长度。 杨氏双缝干涉
干涉条件 • 同频率，波源单色性 • 振荡方向不垂直 • 固定初始相位差 干涉条件的实现： 任意两独立的波源、包括同一波源 的不同部分发出的断断续续的波 列没有固定的初始相位差，属于 非相干叠加，没有干涉现象。 如把同一波源中发出的波的波面或 振幅分割，然后再设法让分波重 叠，可实现相干涉。当然他们之 间的空间距离不能超过短续波列 的长度。 S1 S2 Q q d q sin 2 d 杨氏双缝干涉
波的干涉 ·Yi 底片
波的干涉 • Yi 底片
Simplified principle of HR image formation using phase contrast Parallel electron beam thin sample Diffracted scattering angle Direct beam -π/2 objective lens Objective lens scattered ---Reciprocal space beam unscattered (phase shift W) beam Image interference gives Contrast contrast screen Interference gives Phase contrast contrast (相位衬度) 14
Simplified principle of HR image formation using phase contrast 14 Interference gives contrast Phase contrast (相位衬度 )
回顾：相位对度显微术 P wave >当一束光照到相位体上，入射 S wave 光被分成两个部分：直接透射波 D wave S波和多方向散射的衍射波D波， S波和D波均被物镜收集并聚焦在 物镜的像平面上干涉成P波成像。 20 >S波和P波的相对强度决定了可 视衬度。 >D波的振幅远小于S波，D波由 于与物体的交互作用，相对$波 (b) 在相位上被推迟了π/2相位， >但P波相对于S波仅推迟了很小 的光程差，且具有与$波几乎相 Vectors 同的振幅，因此在普通显微镜下 S Wave 没有可视衬度。 P Wave D Wave 15
15 当一束光照到相位体上，入射 光被分成两个部分：直接透射波 S波和多方向散射的衍射波D波， S波和D波均被物镜收集并聚焦在 物镜的像平面上干涉成P波成像。 S波和P波的相对强度决定了可 视衬度。 D波的振幅远小于S波，D波由 于与物体的交互作用，相对S波 在相位上被推迟了π/2相位， 但P波相对于S波仅推迟了很小 的光程差，且具有与S波几乎相 同的振幅，因此在普通显微镜下 没有可视衬度。 回顾：相位衬度显微术